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2020 年度 実績報告書

中空導波路型赤外光合分波器の開発原理

研究課題

研究課題/領域番号 18K18843
研究機関富山大学

研究代表者

片桐 崇史  富山大学, 学術研究部工学系, 教授 (90415125)

研究分担者 松浦 祐司  東北大学, 医工学研究科, 教授 (10241530)
研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2021-03-31
キーワードファイバカプラ / 中赤外光 / 中空導波路
研究実績の概要

本研究は,中赤外領域において充分に小さな過剰損失を有する中空導波路型カプラを実現するための必要条件とその機構を明らかにすることを目的としている。本年度は以下について検討を行った。
1. カプラの試作と評価:前年度までに得られた設計指針を基に,目的の中空導波路型カプラを製作し特性の評価を行った.製作では,まず,AgI内装中空光ファイバ(コア径1mm,長さ25cm)を,曲げ半径100cmの円弧形状のアルミ治具に紫外線硬化樹脂で固定し,研磨深さ50umとなるように側面を研磨した.次に,同工程で研磨した2本の中空光ファイバの研磨面を貼り合わせることにより,カプラ構造を形成した.評価では,光源にCO2レーザ(波長 10.6um)を用いた.製作したカプラは,おおよそ設計通りの分岐比を示し,1.0dB以下の過剰損失を達成したため,実用に十分な特性を有していることを確認した.
2. 惑星観測用ヘテロダイン分光器への実装:試作したファイバを東北大学理学部(中川・連携)の惑星観測用ヘテロダイン分光器に搭載し,CO2レーザとのヘテロダイン検波により,QCLの発振スペクトルの検出の成功した.
研究期間全体を通じて,中空導波路型ファイバカプラの設計指針を確立し,中赤外領域において充分に小さな過剰損失を有するカプラを実現した.この新しいカプラは,分岐比が自由に制御可能であり,製作コストにも配慮されている.実際に,惑星観測用ヘテロダイン分光器において機能することも確認できた.これにより,研究実施計画に示した目標はおおよそ全てが達成された.また,研究の過程で,本カプラが非対称な興味深い分岐特性を示すことが明らかとなった.このことは本カプラ構造が超高効率なコンバイナとして機能することを示唆している.

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2020

すべて 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件)

  • [学会発表] 中赤外レーザ用研磨型中空光ファイバカプラの製作2020

    • 著者名/発表者名
      加藤仁教,松浦祐司,大嶋佑介,片桐崇史
    • 学会等名
      第81回応用物理学会秋季学術講演会
  • [学会発表] 中間赤外中空ファイバを用いたレーザーヘテロダイン分光器の信号取得効率の評価2020

    • 著者名/発表者名
      塚田悟輝, 中川広務, 村田功 , 平原靖大, 笠羽康正, 片桐崇史, 松浦祐司 , 宮本明歩, 山崎敦
    • 学会等名
      地球電磁気・地球惑星圏学会第148回 総会・講演会
  • [学会発表] 側面研磨型中空光ファイバカプラ2020

    • 著者名/発表者名
      加藤仁教, 松浦祐司, 大嶋佑介, 片桐崇史
    • 学会等名
      レーザー学会学術講演会第41回年次大会
  • [学会発表] Broadband mid-IR fiber optics for heterodyne spectroscopy in solar system exploration missions2020

    • 著者名/発表者名
      Hiromu Nakagawa, Satoki Tsukada, Yasumasa Kasaba, Yasuhiro Hirahara, Yuji Matsuura, Takashi Katagiri, Isao Murata, Atsushi Yamazaki
    • 学会等名
      SPIE, Advances in Optical and Mechanical Technologies for Telescopes and Instrumentation IV
    • 国際学会
  • [学会発表] 側面研磨型中空光ファイバカプラの非対称分岐特性2020

    • 著者名/発表者名
      加藤仁教, 松浦祐司, 片桐崇史
    • 学会等名
      電気学会研究会 光・量子デバイス研究会「バイオメディカルフォトニクス応用」

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公開日: 2021-12-27  

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